JP2012013577A - 渦流探傷方法 - Google Patents

Abstract

【課題】「面方向のサイズは小さいが深いキズ」と「面方向のサイズは大きいが浅いキズ」とを弁別でき、検査対象物が、その後に所定の加工を施して別の所定の製品などを製造するために必要な形状を有しているかを検査できる渦流探傷方法を提供すること。
【解決手段】検査対象物９の検査対象領域において探傷信号の信号値を測定し、渦電流に基づいて検査対象物９の検査対象領域にキズ９１が存在するか否かを検出し、キズ９１が検出された場合にはキズ９１の円周方向の寸法を判定し、キズ９１の円周方向の寸法に基づいて渦電流の信号値を補正し、補正された渦電流の信号値に基づいて検出されたキズ９１の深さが所定の許容値よりも深いか否かを判定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、渦流探傷方法に関するものであり、詳しくは、検査対象物が、その後に所定の加工を施すことができる形状を有しているかを検査できる（換言すると、所定の加工後に不良部位が残存しないかを当該所定の加工前に検査できる、または、良品を製造するのに必要な形状を有しているかを検査できる）渦流探傷方法に関するものである。

線材や棒材などといった各種の材料や製品は、その表面に深いキズ（たとえば、窪みや亀裂）が存在すると、所定の加工を施して別の所定の製品を製造する場合、製造された別の所定の製品の表面にキズが残ることがある。すなわち、材料の表面に存在するキズの深さが、その後の所定の加工により除去される領域の厚さよりも大きいと、キズを除去することができない。そうすると、製造された別の所定の製品が、不良品となることがある。そこで、線材や棒材などといった材料や製品は、製造後や製造工程中に、表面に所定の許容値よりも深いキズが存在するかが検査されることがある。

材料や製品の表面のキズの検査方法としては、渦流探傷方法が知られている。渦流探傷方法は、検査対象物の表面に渦電流（＝誘導電流）を流し、渦電流の変化を検出することによって、検査対象物の表面のキズを検査できる検査方法である。渦流探傷方法では、比較的簡便に検査対象物の表面のキズを検査できることから、線材や棒材などといった各種の材料や製品のキズの検査に広く用いられている。

しかしながら、材料や製品の表面に所定の許容値よりも深いキズが存在するかを検査する場合には、従来一般の渦流探傷方法では、次のような問題が生じることがある。

渦流探傷方法では、渦電流の変化に伴う信号値の変化（＝探傷信号の信号値の変化）は、キズの深さのみならず、キズの面方向のサイズの影響も受ける。このため、探傷信号の信号値の変化は、「面方向のサイズは小さいが深いキズ」に起因するものと、「面方向のサイズは大きいが浅いキズ」に起因するものとが、同程度のレベルとなることがある。したがって、探傷信号の信号値の変化に基づいてキズを検査する方法では、検出されたキズが、「面方向のサイズは小さいが許容値よりも深いキズ」であるか、「面方向のサイズは大きいが許容値よりも浅いキズ」であるかを弁別することができない。

許容値よりも深いキズは、その後の所定の加工で除去できないキズであるから、面方向のサイズが小さい場合であっても、「有害なキズ」として漏れなく確実に検出する必要がある。一方、許容値よりも浅いキズは、面方向のサイズが大きい場合であっても、その後の加工で除去できるから、「無害なキズ」である。したがって、「面方向のサイズは小さいが許容値よりも深いキズ」（すなわち、「有害なキズ」）が存在しない材料や製品は、「面方向のサイズは大きいが許容値よりも浅いキズ」（すなわち、「無害なキズ」）が存在したとしても、良品であると判定してよい。

しかしながら、前記のとおり、渦電流の変化の信号値のみに基づいてキズを検査する方法では、キズの面方向のサイズの大小によっては、「有害なキズ」であるか「無害なキズ」であるかを弁別できない。このため、「有害なキズ」が存在しない材料や製品であっても、面方向のサイズが大きい「無害なキズ」が存在すると、不良品であると判定されることがある。または、「有害なキズ」が存在する材料や製品が、後の工程に送られることや出荷されることなどを確実に防止するためには、そのように判定しなければならないことがある。そうすると、本来であれば「良品」であると判定できる材料や製品を、「不良品」であると判定することになるため、材料や製品に無駄が生じることになる。

特開昭６１−２６５５６３号公報

前記実情に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、キズの面方向のサイズの影響を受けることなく（もしくは影響を小さくして）キズの深さを判定できる渦流探傷方法を提供すること、または、「面方向のサイズは小さいが深いキズ」と「面方向のサイズは大きいが浅いキズ」とを弁別できる渦流探傷方法を提供すること、または、検査対象物が、その後に所定の加工を施して別の所定の製品などを製造するために必要な形状を有しているか（換言すると、製造された別の製品に不良が生じないような形状を有しているか）を検査できる渦流探傷方法を提供することである。

前記課題を解決するため、本発明は、線材または棒材である検査対象物の表面のキズを検査する渦流探傷方法であって、前記検査対象物の表面において渦電流の変化に伴う信号値（すなわち、探傷信号の信号値）を測定する段階と、前記信号値に基づいて、前記検査対象物の表面に前記キズが存在するか否かを検出する段階と、前記キズが検出された場合には、前記キズの面方向のサイズを判定する段階と、前記キズの面方向のサイズに基づいて前記信号値を補正する段階と、補正された前記信号値に基づいて、検出された前記キズの深さが所定の許容値よりも深いか否かを判定する段階と、を含むことを要旨とするものである。

ここで、前記キズの面方向のサイズに基づいて前記信号値を補正する段階においては、前記キズの面方向のサイズが大きくなるにしたがって、前記信号値が小さくなるような補正を行う構成であることが好ましい。

そして、前記キズの面方向のサイズとしては、前記線材または棒材の長手方向に直角な方向の寸法が適用できる。

本発明によれば、探傷信号の信号値を、キズの面方向のサイズに応じて補正することにより、探傷信号の信号値から、キズの面方向のサイズの影響を除去できる（または、キズの面方向のサイズの影響を小さくできる）。すなわち、補正された探傷信号の信号値は、キズの面方向のサイズにかかわらず、キズの深さに応じた値となる。このため、キズの面方向のサイズの影響を受けることなく（または、受ける影響を小さくして）、キズの深さを判定することができる。

したがって、補正された探傷信号の信号値を用いることにより、「面方向のサイズは小さいが深いキズ」と、「面方向のサイズは大きいが浅いキズ」とを弁別できる。そして、前記のとおり弁別できるから、「面方向のサイズは小さいが深いキズ」を、「面方向のサイズは大きいが浅いキズ」と混同することなく、漏れなく検出することができる。したがって、検査対象物が、「その後に所定の加工を施して別の所定の製品などを製造するために必要な形状を有しているか」を精度良く検査できる。

さらに、前記のとおり弁別できるから、「面方向のサイズは大きいが許容値よりも浅いキズ」を、「面方向のサイズは小さいが許容値よりも深いキズ」であると判定することがなくなる。このため、検査対象物に、「面方向のサイズは大きいが許容値よりも浅いキズ」が存在したとしても、「面方向のサイズは小さいが許容値よりも深いキズ」が存在しなければ、「良品」であると判定できる。したがって、検査対象物である材料や製品の無駄をなくすことができる。

本発明の実施形態にかかる渦流探傷方法において使用される装置の構成の一例を、模式的に示した図である。 探傷信号の信号値と検査対象物の検査対象領域の位置との関係を示したグラフの一例である。 キズの円周方向の寸法を模式的に示した図である。 （ａ）は補正係数を模式的に示したグラフ、（ｂ）は、補正前の探傷信号の信号値を示したグラフ、（ｃ）は、補正後の探傷信号の信号値を示したグラフである。

以下に、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

本発明の実施形態にかかる渦流探傷方法では、検査対象物９の検査対象領域において、渦電流の変化に伴う信号値（以下、「探傷信号の信号値」と称する）を測定し、キズ９１の有無およびキズ９１の面方向のサイズを判定する。そして、キズ９１が検出された場合には、キズ９１の面方向のサイズに基づいて、当該キズ９１に起因する探傷信号の信号値を補正する。そして、補正された探傷信号の信号値に基づいて、キズ９１を検査する（＝所定の許容値よりも深いキズ９１が存在するか否かを検査する）。なお、本発明の実施形態にかかる渦流探傷方法においては、「キズ」とは、検査対象物の表面に存在する「異常な凹部」をいうものとする。たとえば、打痕や窪みや亀裂などがある。

本発明の実施形態にかかる渦流探傷方法の検査対象物９は、断面が略円形の線材や棒材とする。たとえば、断面が略円形の鉄材、鋼材、アルミ材などといった、各種金属材料や金属製品などである。

図１は、本発明の実施形態にかかる渦流探傷方法において使用される装置１の構成の一例を、模式的に示した図である。図１に示すように、本発明の実施形態にかかる渦流探傷方法において使用される装置１は、プローブ１１と、渦流探傷器１５と、信号処理装置１６とを備える。信号処理装置１６は、記憶手段１２と、演算手段１３と、出力手段１４とを有する。さらに、図１においては省略してあるが、プローブ１１を検査対象物９の検査対象領域に対して走査させる機構（＝プローブ１１と検査対象物９とを相対的に移動させる機構）を備える。

プローブ１１および渦流探傷装置１５は、従来一般の各種の渦流探傷用のプローブおよび渦流探傷装置が適用できる。プローブ１１は、渦電流の変化を測定できる（＝キズ９１に起因する渦電流の乱れを測定できる）構成のものであればよく、その構成は限定されるものではない。たとえば、励磁コイルと検出コイルとを備え、励磁コイルにより検査対象物の検査対象領域に渦電流を流し、検出コイルにより渦電流の変化を測定できる構成のものが適用できる。渦流探傷装置１５も、プローブ１１により測定された渦電流の変化に基づいて検査対象物９の探傷をおこなえるものであればよく（＝探傷信号の信号値を測定できるものであればよく）、構成は限定されない。

記憶手段１２は、プローブ１１が測定した探傷信号の信号値を記憶することができる。さらに、記憶手段１２は、演算手段１３による所定の演算結果や判定結果など、各種のデータや情報などを記憶できる。演算手段１３は、所定の演算や判定（後述）を行うことができる。出力手段１４は、演算手段１３による所定の演算結果や判定結果などを出力できる（たとえば、表示できる）。記憶手段１２と、演算手段１３と、出力手段１４とは、たとえば、公知の各種パーソナルコンピュータやワークステーションなどにより実現できる。

プローブ１１を検査対象物９の検査対象領域に対して走査させる機構の構成は、特に限定されるものではなく、従来公知の各種機構が適用できる。要は、検査対象物９とプローブ１１とを相対的に移動させ、検査対象物９の検査対象領域において、プローブ１１により探傷信号の信号値を測定できる構成であればよい。また、プローブ１１を、円周方向に複数配置される構成であってもよい。この場合には、記憶手段１２と、演算手段１３により、各プローブ１１の位置を補正する処理を追加すればよい。

本発明の実施形態にかかる渦流探傷方法は、次の（１）〜（５）の段階を含む。（１）検査対象物の検査対象領域において探傷信号の信号値を測定する段階。（２）探傷信号の信号値の測定結果に基づいてキズの有無と位置を明確にする段階。（３）キズの面方向のサイズを判定する段階。（４）キズの面方向のサイズに基づいて探傷信号の信号値を補正する段階。（５）補正された探傷信号の信号値に基づいてキズを検査する段階。

各段階（１）〜（５）の内容は、次のとおりである。

（１）検査対象物の検査対象領域において探傷信号の信号値を測定する段階
この段階では、検査対象物９の検査対象領域（＝検査対象物９の表面の全部、または所定の一部）において、プローブ１１により探傷信号の信号値を測定する。検査対象物９が断面略円形の線材または棒材であれば、検査対象領域は、線材または棒材の側面（＝外周面）などである。たとえば、図１に示すように、検査対象物９である線材や棒材を、その軸線方向に移動させつつ、プローブ１１を、検査対象物９である線材や棒材などの外周面に沿って円軌道を描くように回転運動させる。図１中の矢印は、それぞれ、検査対象物９の移動方向と、プローブ１１の運動方向を模式的に示す。このような構成であれば、線材や棒材の側面の略全体にわたって、探傷信号の信号値を測定できる。探傷信号の信号値は、記憶手段１２に記憶される。

（２）探傷信号の信号値の測定結果に基づいてキズの有無と位置を明確にする段階
この段階では、探傷信号の信号値の測定結果に基づいて、検査対象物９の検査対象領域にキズが存在するか否かを検査するとともに、キズが存在する場合にはその位置を明確にする。

具体的な処理の内容は、次のとおりである。まず、演算手段１３により、探傷信号の信号値と、検査対象物９の検査対象領域の位置との関係を示したグラフ（または表）を作成する。たとえば、図２は、探傷信号の信号値と検査対象物９の検査対象領域の位置との関係を示したグラフの一例である。たとえば、図２に示すように、横軸に検査対象物９の検査対象領域の軸線方向位置をとり、縦軸に検査対象物９の検査対象領域の円周方向位置をとり、グラフ領域に探傷信号の信号値をプロットしたグラフを作成する。換言すると、探傷信号の信号値を平面に展開したグラフを作成する。このようなグラフによれば、探傷信号の信号値と、検査対象物９の検査対象領域の位置との関係が明確となる。

なお、図２においては、便宜上、探傷信号の信号値のうち、所定の閾値よりも大きいものを白色で示し、所定の閾値よりも小さいものを黒色で示す（＝白黒二値表示している）。ただし、このグラフにおける探傷信号の信号値は、グレースケールなどの階調で示してもよく、色分けして示してもよい。また、等高線グラフや三次元グラフなどであってもよい。要は、検査対象物９の検査対象領域のどの位置で、いかなる値の探傷信号の信号値が測定されたかが明確となればよい。また、グラフではなく、表を作成してもよい。たとえば、行方向（横方向）に検査対象物９の検査対象領域の軸線方向をとり、列方向（縦方向）に検査対象物９の検査対象領域の円周方向をとり、表の各マス目に探傷信号の信号値が挿入された表などが適用できる。

そして、このグラフ（または表）に基づいて、検査対象物９の検査対象領域にキズが存在するか否かを判定する。たとえば、まず、探傷信号の信号値が所定の閾値よりも大きい点（表であればマス目）を抽出する。そして、抽出した点の集合を「キズ」であると判定する。抽出した点の集合の形状（外形）が、キズの外形となる。このように、探傷信号の信号値が所定の閾値よりも大きい点（表であればマス目）を抽出することによって、検査対象物９の検査対象領域のどの位置に、どのような形状のキズが存在するかが明確となる。なお、前記「所定の閾値」は、適宜設定されるものであり、特に限定されるものではない。

以下、図２に示すように、キズＡ（９１ａ）とキズＢ（９１ｂ）の二つのキズが検出されたものとして説明する。キズＡ（９１ａ）は、検査対象物９の軸線方向に長い形状を有するキズである。キズＢ（９１ｂ）は、検査対象物９の円周方向に沿った寸法が、キズＡ（９１ａ）よりも大きいキズである。そして、キズＡ（９１ａ）は、所定の許容値よりも深いキズとする（＝検出すべきキズとする）。キズＢは、所定の許容値よりも浅いキズとする。なお、この時点では、キズＡ（９１ａ）とキズＢ（９１ｂ）が許容値よりも深いか浅いかは、正確に判定できない。

（３）キズの面方向のサイズを判定する段階
前記（２）の段階においてキズ９１ａ，９１ｂが検出された場合には、この段階において、演算手段１３により、キズ９１ａ，９１ｂの面方向サイズを判定する。本発明の実施形態にかかる渦流探傷方法においては、キズ９１ａ、９１ｂの面方向のサイズとして、検査対象物９である線材または棒材の長手方向に対して直角な方向の寸法（すなわち、キズ９１ａ，９１ｂの円周方向の寸法）を用いる。図３は、キズ９１（＝キズ９１ａ，９１ｂ）の円周方向の寸法を模式的に示した図である。図３に示すように、検査対象物９の検査対象領域の軸線方向の各位置において、円周方向に沿った直線Ｌ_１，Ｌ_２，・・・，Ｌ_ｘを描き、描いた直線Ｌ_１，Ｌ_２，・・・，Ｌ_ｘのうち、キズに重なっている部分Ｍ_１，Ｍ_２，・・・，Ｍ_ｘの長さをキズ９１の円周方向の寸法とする。キズ９１の円周方向の寸法は、図２に示すグラフから算出できる。

（４）キズの面方向のサイズに基づいて探傷信号の信号値を補正する段階
この段階では、キズの面方向のサイズに基づいて、探傷信号の信号値を補正し、探傷信号の信号値から、キズの面方向のサイズの影響を除去する（または、影響を小さくする）。

探傷信号の信号値は、キズ９１ａ，９１ｂの深さのみならず、キズ９１，９１ｂの面方向のサイズの影響も受ける。たとえば、キズ９１ａ，９１ｂが深くなるにしたがって、探傷信号の信号値は大きくなる。同様に、キズ９１ａ，９１ｂの面方向のサイズが大きくなるにしたがって、探傷信号の信号値は大きくなる。このため、探傷信号の信号値は、「面方向のサイズは小さいが深いキズ」と、「面方向のサイズは大きいが浅いキズ」とで、同レベルとなることがある。すなわち、キズＡ（９１ａ）とキズＢ（９１ｂ）とで、探傷信号の信号値が同レベルとなることがある。このように、探傷信号の信号値のみからでは（＝測定された渦電流の変化の値の大小のみからでは）、キズ９１ａ，９１ｂの深さを正確に判定できないことがある。特に、様々なサイズのキズ９１ａ，９１ｂが混在する場合には、それぞれのキズ９１ａ，９１ｂの深さを正確に判定できない。そこで、この段階においては、探傷信号の信号値を補正し、探傷信号の信号値から、キズ９１ａ，９１ｂの面方向のサイズの影響を除去する（または、影響を小さくする）。

探傷信号の信号値の補正方法は、次のとおりである。前記のとおり、キズ９１ａ，９１ｂの面方向のサイズが大きくなるにしたがって、当該キズ９１ａ，９１ｂに起因する探傷信号の信号値が大きくなる。そこで、キズ９１ａ，９１ｂの面方向のサイズとして「キズの円周方向の寸法」を用い、キズ９１ａ，９１ｂの円周方向の寸法が大きくなるにしたがって、当該キズ９１ａ，９１ｂに起因する探傷信号の信号値が小さくなるような補正を行う。たとえば、次のような計算を行う。

（補正された探傷信号の信号値）＝（探傷信号の信号値）×（補正係数）

図４（ａ）は、補正係数を模式的に示したグラフである。図４（ａ）に示すように、キズ９１ａ，９１ｂの円周方向の寸法が大きくなるにしたがって、探傷信号の信号値に乗ずる補正係数の値を小さくし、キズ９１ａ，９１ｂの円周方向の寸法の寸法が小さくなるにしたがって、探傷信号の信号値に乗ずる補正係数の値を大きくする。なお、補正係数の具体的な値は、補正の程度または補正された探傷信号の信号値のレベルに応じて適宜設定されるものであり、限定されるものではない。また、図４（ａ）に示すように、補正係数が、キズ９１ａ，９１ｂの円周方向に対して線形の関係を有していてもよく、非線形の関係を有していてもよい。

このような計算を行うと、「キズ９１ａ，９１ｂの円周方向の寸法」が大きくなるにしたがって、「補正された探傷信号の信号値」は小さくなる。このため、「補正された探傷信号の信号値」は、「探傷信号の信号値」から、キズ９１ａ，９１ｂの面方向のサイズ（ここでは、「キズ９１ａ，９１ｂの円周方向の寸法」）の影響が除去されている（または、影響が小さくなっている）。したがって、「補正された探傷信号の信号値」は、キズ９１ａ，９１ｂの面方向のサイズにかかわらず、キズ９１ａ，９１ｂの深さに応じた値となる。

図４（ｂ），（ｃ）は、キズＡ（９１ａ）とキズＢ（９１ｂ）の探傷信号の信号値の補正前と、補正後の探傷信号の信号値を模式的に示したグラフであり、図４（ｂ）は補正前を、図４（ｃ）は補正後を示す。

図４（ｂ）に示すように、キズＡ（９１ａ）（＝面方向のサイズは小さいが深いキズ）と、キズＢ（９１ｂ）（＝面方向のサイズは大きいが浅いキズ）とで、探傷信号の信号値がほぼ同じ値となることがある。すなわち、この信号値からは、キズＡ（９１ａ）とキズＢ（９１ｂ）が、許容値よりも深いキズであるか否か（＝検出すべきキズであるか否か）は、判定できない。

そこで、探傷信号の信号値に、キズ９１ａ，９１ｂの円周方向の寸法に応じた補正係数を乗ずる。そうすると、図４（ｃ）に示すように、キズＢ（９１ｂ）（＝面方向のサイズが大きいキズ）の信号値は、キズＡ（９１ａ）（＝面方向のサイズが小さいキズ）に比較して、補正により値が小さくなる度合が大きくなる。この結果、「補正された探傷信号の信号値」は、キズ９１ａ，９１ｂの面方向のサイズにかかわらず、キズ９１ａ，９１ｂの深さに応じた値となる（＝キズ９１ａ，９１ｂの深さを正確に反映した値となる）。このため、検出すべきキズＡ（９１ａ）が検出されなくなることや、検出しなくともよいキズＢ（９１ｂ）が検出されることを防止または抑制できる。

なお、探傷信号の信号値の補正は、軸線方向の位置ごとに行われる。まず、前記および図３に示すとおり、円周方向に沿った直線Ｌ_１，Ｌ_２，・・・，Ｌ_ｘを描き、描いた直線Ｌ_１，Ｌ_２，・・・，Ｌ_ｘのうち、キズに重なっている部分Ｍ_１，Ｍ_２，・・・，Ｍ_ｘの長さをキズ９１ａ，９１ｂの円周方向の寸法とする。そして、キズ９１ａ，９１ｂに重なっている部分Ｍ_１，Ｍ_２，・・・，Ｍ_ｘのそれぞれの位置おいて測定された探傷信号の信号値に対して、それぞれ、キズ９１ａ，９１ｂに重なっている部分Ｍ_１，Ｍ_２，・・・，Ｍ_ｘの長さのそれぞれを用いて、前記計算を行う。すなわち、一つのキズ９１ａ，９１ｂに含まれる探傷信号の信号値であっても、検査対象物９の軸線方向の位置によって、補正に用いられる「キズ９１ａ，９１ｂの円周方向の寸法」が相違することがある。このような構成によれば、検査対象物９の軸線方向の各位置における「キズ９１ａ，９１ｂの円周方向の寸法」に基づいて、探傷信号の信号値の補正が行われるから、補正の精度を高くできる。

また、探傷信号の信号値の補正を、キズ９１ａ，９１ｂごとに行ってもよい。たとえば、次のような構成が適用できる。まず、検出されたそれぞれキズ９１ａ，９１ｂについて、円周方向に沿った直線Ｌ_１，Ｌ_２，・・・，Ｌ_ｘを描き、描いた直線Ｌ_１，Ｌ_２，・・・，Ｌ_ｘのうち、キズ９１ａ，９１ｂに重なっている部分Ｍ_１，Ｍ_２，・・・，Ｍ_ｘの長さを測定する。そして、キズ９１ａ，９１ｂに重なっている部分Ｍ_１，Ｍ_２，・・・，Ｍ_ｘの長さに基づいて、「キズ９１ａ，９１ｂの円周方向の寸法」を決定する。たとえば、キズ９１ａ，９１ｂに重なっている部分Ｍ_１，Ｍ_２，・・・，Ｍ_ｘの長さの平均値、最頻値、最大値のいずれかを「キズ９１の円周方向の寸法」とする。そして、それぞれのキズ９１ａ，９１ｂに属する探傷信号の信号値に対して、前記決定された「キズ９１ａ，９１ｂの円周方向の寸法」を用いて、前記計算を行う。すなわち、一つのキズ９１ａ，９１ｂに含まれる探傷信号の信号値は、一種類の「キズ９１ａ，９１ｂの円周方向の寸法」を用いて補正が行われる。

（５）補正された探傷信号の信号値に基づいてキズを検査する段階
この段階では、補正された探傷信号の信号値に基づいて、キズ９１ａ，９１ｂの検査を行う。具体的には、次のとおりである。まず、検出すべきキズ９１ａ，９１ｂの深さに応じて（＝キズの深さの許容値に応じて）、所定の閾値を設定する。そして、前記設定された所定の閾値を超える値の「補正された探傷信号の信号値」が存在するか否かを検査する。前記設定された所定の閾値を超える値の「補正された探傷信号の信号値」は、許容値よりも深いキズＡ（９１ａ）に起因するものである。このため、前記設定された所定の閾値を超える値の「補正された探傷信号の信号値」が検出された場合には、当該「補正された探傷信号の信号値」が検出された位置に、許容値よりも深いキズＡ（９１ａ）が存在すると判定できる。一方、前記設定された所定の閾値以下の値の「補正された探傷信号の信号値」は、許容値よりも浅いキズＢ（９１ｂ）に起因するものである。このため、前記設定された所定の閾値を超える値を有する「補正された探傷信号の信号値」が検出されない場合には、許容値よりも深いキズＡ（９１ａ）が存在しないと判定できる。

なお、「検出すべきキズＡ（９１ａ）の深さ」は、検査対象物９である材料や製品の形状や寸法と、検査対象物９である材料や製品から製造される別の製品の形状や寸法とに応じて適宜設定される。このように、検出すべきキズＡ（９１ａ）の深さ（＝キズ９１ａ，９１ｂの深さの許容値）は、特に限定されるものではない。

その後、前記（５）の判定結果に基づいて、検査対象物９が「良品」であるか「不良品」であるかを判定する。検査対象物９が「良品」であるか「不良品」であるかの判定基準は、特に限定されるものではない。

たとえば、検査対象物９である材料や製品を加工して別の所定の製品を製造する場合において、別の所定の製品の表面にキズが残らないようにするためには、許容値よりも深いキズが一箇所も存在しない必要がある。そこで、このような場合には、前記設定された所定の閾値を超える値の「補正された探傷信号の信号値」が一箇所でも検出された場合には、当該検査対象物９は「不良品」であると判定する構成が適用できる。

なお、本発明の実施形態にかかる渦流探傷方法においては、補正された探傷信号の信号値にのみ基づいて「良品」であるか「不良品」であるかを判定する構成に限定されない。すなわち、「良品」であるか「不良品」であるかの判定の基準に、他の条件を加える構成であってもよい。

たとえば、検査対象物９に存在するキズの数を、判定の基準に加えてもよい。例を挙げて説明すると、直径がＤ_１の断面円形の線材または棒材から、直径がＤ_２（ただし、Ｄ_２＜Ｄ_１を充足する）の断面円形の線状の製品または棒状の製品を製造する場合には、理論上は、線材または棒材の表面に、最大で（Ｄ_１−Ｄ_２）の深さのキズが存在していてもよいことになる。しかしながら、（Ｄ_１−Ｄ_２）の深さのキズが、円周方向に沿って複数の位置に存在していると、直径がＤ_２の線状または棒状の製品を、キズが残らないように製造できないことがある。そこで、検査対象物９が「良品」であるか「不良品」であるかの判定の基準に、キズの数を加えてもよい。

すなわち、前記設定された所定の閾値を超える値の「補正された探傷信号の信号値」が検出されない場合であっても、前記設定された所定の閾値を超えない値の「補正された探傷信号の信号値」が、円周方向に沿って複数の位置で検出された場合には、当該検査対象物９は「不良品」であると判定する構成が適用できる。前記のとおり、図２に示すグラフが作成されていると、キズの数やキズの位置が明確となっている。このため、複数のキズが円周方向に沿って存在するか否かは、図２に示すグラフから判定できる。

このほか、検査対象物９に存在するキズの位置を基準に加えてもよい。たとえば、前記の例において、（Ｄ_１−Ｄ_２）の深さのキズが、円周方向に沿って複数存在している場合であっても、複数のキズの位置関係によっては、「良品」と判定してもよいことがある。すなわち、（Ｄ_１−Ｄ_２）の深さを有する二つのキズが、円周方向に沿ってごく近い位置に隣接しているように存在している場合であれば、直径がＤ_２の断面円形の線状の製品または棒状の製品を、キズが残らないように製造できる。また、（Ｄ_１−Ｄ_２）の深さを有する複数のキズが、軸線方向に沿って並んで存在している場合であっても、直径がＤ_２の断面円形の線状の製品または棒状の製品を、キズが残らないように製造できる。これに対して、（Ｄ_１−Ｄ_２）の深さを有する二つのキズが、円周方向に沿って離れて存在している場合には（たとえば、材料の中心線を基準として、互いに点対称の位置に存在している場合には）、直径がＤ_２の断面円形の線状の製品または棒状の製品を、キズが残らないように製造できない。

したがって、前記設定された所定の閾値を超えない値の「補正された探傷信号の信号値」が、円周方向に沿って複数の位置で検出された場合には、複数のキズ９１の位置関係に応じて、「良品」であるか「不良品」であるか判定する構成が適用できる。このように、検査対象物９が「良品」であるか「不良品」であるかの判定の基準に、キズの数と、複数のキズの位置関係を加えてもよい。

本発明の実施形態にかかる渦流探傷方法は、次のような作用効果を奏する。

本発明の実施形態にかかる渦流探傷方法においては、探傷信号の信号値が、キズ９１ａ，９１ｂの面方向のサイズに応じて補正される。そして、補正された探傷信号の信号値は、キズ９１ａ，９１ｂの面方向のサイズにかかわらず、キズ９１ａ，９１ｂの深さに応じた値となる。このように、補正された探傷信号の信号値は、キズ９１ａ，９１ｂの面方向のサイズの影響が除去されている（または、キズ９１ａ，９１ｂの面方向のサイズの影響が小さくなっている）。このため、補正された探傷信号の信号値を用いると、キズ９１ａ，９１ｂの深さの判定において、キズ９１ａ，９１ｂの面方向のサイズの影響を受けることがない（または、受ける影響が小さい）。したがって、キズ９１ａ，９１ｂの深さを精度良く判定できる。

すなわち、従来一般の渦流探傷方法においては、探傷信号の信号値は、キズ９１ａ，９１ｂの深さのみならず、キズ９１ａ，９１ｂの面方向のサイズの影響も受ける。このため、従来一般の渦流探傷方法における探傷信号の信号値は、「面方向のサイズは小さいが深いキズ」に起因するものと、「面方向のサイズは大きいが浅いキズ」に起因するものとが、同程度のレベルとなることがある。そうすると、検出されたキズ９１が、「面方向のサイズは小さいが許容値よりも深いキズ」であるか、「面方向のサイズは大きいが許容値よりも浅いキズ」であるかを弁別できない。このため、従来一般の渦流探傷方法では、キズ９１ａ，９１ｂの深さを精度良く判定できない。

これに対して、本発明の実施形態にかかる渦流探傷方法によれば、補正された探傷信号の信号値は、キズ９１ａ，９１ｂの面方向のサイズの影響が除去されている（または影響が小さくなっている）。このため、キズ９１ａ，９１ｂの深さを、キズ９１ａ，９１ｂの面方向のサイズの影響を受けることなく、精度良く判定できる。

そして、本発明の実施形態にかかる渦流探傷方法によれば、キズ９１ａ，９１ｂの面方向のサイズに関わりなく、キズ９１ａ，９１ｂの深さを精度良く検出できるから、「面方向のサイズは小さいが許容値よりも深いキズ」を、「面方向のサイズは大きいが許容値よりも浅いキズ」と混同することなく、精度良く（＝漏れなく）検出することができる。したがって、検査対象物である材料や製品が、「その後に所定の加工を施して別の所定の製品などを製造するために必要な形状を有しているか」を精度良く検査できる。

さらに、本発明の実施形態にかかる渦流探傷方法によれば、「面方向のサイズは小さいが深いキズ」と、「面方向のサイズは大きいが浅いキズ」とを弁別できる。このため、「面方向のサイズは大きいが許容値よりも浅いキズ」を、「面方向のサイズは小さいが許容値よりも深いキズ」であると判定することがなくなる。そうすると、検査対象物である材料や製品に、「面方向のサイズは大きいが許容値よりも浅いキズ」が存在したとしても、「面方向のサイズは小さいが許容値よりも深いキズ」が存在しなければ、「良品」であると判定できる。

すなわち、線材や棒材などといった材料や製品を加工して別の所定の製品を製造する場合、線材や棒材の表面にキズが存在すると、製造された別の所定の製品の表面にキズが残ることがある。換言すると、線材や棒材の表面に存在するキズの深さが、別の所定の製品を製造する際の加工において除去される部分の厚さよりも深いと、キズが完全に除去されない。そうすると、製造された前記別の所定の製品は不良品となることがある。

このため、製造された別の所定の製品の表面にキズが残らないようにするためには、前記別の所定の製品を製造する加工により除去できないキズを、検査において漏れなく検出する必要がある。これに対して、前記別の所定の製品を製造する加工において除去できるキズは、検査において検出されなくてもよい。さらに、検査において「別の所定の製品を製造する加工で除去できるキズ」が、「別の所定の製品を製造する加工で除去できないキズ」として検出されると、本来であれば良品である線材や棒材が、不良品であると判定されることがある。そうすると、材料や製品に無駄が生じる。

従来一般の渦流探傷方法では、「面積は小さいが深いキズ」と「面積は大きいが浅いキズ」とを弁別できない。このため、「面積は小さいが許容値よりも深いキズ」が存在しない材料であっても、「面積は大きいが許容値よりも浅いキズ」が存在すると、「不良品」であると判定されることがある。したがって、本来であれば良品であると判定されるべき材料や製品が、不良品であると判定されることがある。

これに対して、本発明の実施形態にかかる渦流探傷方法によれば、補正された探傷信号の信号値は、キズ９１の面方向のサイズの影響が除去されている（または、影響が小さくなっている）。したがって、補正された探傷信号の信号値に基づいて、キズ９１ａ，９１ｂを検査することにより、「面積は小さいが許容値よりは深いキズ」のみを検出でき、「面積は大きいが許容値よりも浅いキズ」は検出されないようにできる。すなわち、「面積は大きいが許容値よりも浅いキズ」と「面積は小さいが許容値よりも深いキズ」とを弁別できるから、「面積は大きいが許容値よりも浅いキズ」が、「面積は小さいが許容値よりも深いキズ」として検出されることがなくなる。

このように、本発明の実施形態にかかる渦流探傷方法は、「面方向のサイズは小さいが許容値よりも深いキズ」を、精度良く検出できる。このため、検査対象物である材料や製品が、別の製品を製造するために必要な形状を有しているかを、精度良く判定することができる。さらに、「面方向のサイズは小さいが許容値よりも深いキズ」と「面方向のサイズは大きいが許容値よりも浅いキズ」とを弁別することができる。このため、「面積は大きいが許容値よりも浅いキズ」は存在するが、「面積は小さいが許容値よりも深いキズ」が存在しない材料や製品は、「良品」であると判定できる。したがって、「良品」を「不良品」であると判定することがなくなり、材料や製品の無駄をなくすことができる。

以上、本発明の実施形態にかかる渦流探傷方法について、図面を参照して詳細に説明したが、本発明は、前記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改変が可能である。

本発明の実施形態にかかる渦流探傷方法の検査対象物として、断面が略円形の線材や棒材を示したが、適用対象の形状は限定されるものではない。渦流探傷方法が適用できる材料であれば、検査対象物の構成（材質や寸法・形状など）は限定されるものではない。

また、前記実施形態においては、キズの「面方向のサイズ」を示す指標として、「検査対象物の長手方向に直角な方向の寸法」を示したが、これに限定されるものではない。たとえば、キズの面積や、キズの形状（軸線方向の寸法と円周方向の寸法との比率など）を用いてもよい。検査対象物の特性（たとえば、どのようなキズが現れやすいか）などに応じて、適宜設定できる。

なお、キズの深さの許容値は、検査対象物である材料の寸法や形状、この材料から製造される製品などの寸法や形状に応じて設定される。このため、キズの深さの許容値は、特に限定されるものではない。

１ 本発明の実施形態にかかる渦流探傷方法において使用される装置
１１ プローブ
１２ 記憶手段
１３ 演算手段
１４ 出力手段
１５ 渦流探傷器
１６ 信号処理装置
９ 検査対象物
９１ キズ
９１ａ キズＡ
９１ｂ キズＢ
Ｌ１，Ｌ２，・・・，Ｌｘ 円周方向に沿った直線
Ｍ１，Ｍ２，・・・，Ｍｘ キズの円周方向の寸法

Claims (3)

1. 線材または棒材である検査対象物の表面のキズを検査する渦流探傷方法であって、
   前記検査対象物の表面において渦電流の変化に伴う信号値を測定する段階と、
   前記信号値に基づいて、前記検査対象物の表面に前記キズが存在するか否かを検出する段階と、
   前記キズが検出された場合には、前記キズの面方向のサイズを判定する段階と、
   前記キズの面方向のサイズに基づいて前記信号値を補正する段階と、
   補正された前記信号値に基づいて、検出された前記キズの深さが所定の許容値よりも深いか否かを判定する段階と、
   を含むことを特徴とする渦流探傷方法。
2. 前記キズの面方向のサイズに基づいて前記信号値を補正する段階においては、前記キズの面方向のサイズが大きくなるにしたがって、前記信号値が小さくなるような補正を行うことを特徴とする請求項１に記載の渦流探傷方法。
3. 前記キズの面方向のサイズは、前記線材または棒材の長手方向に直角な方向の寸法であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の渦流探傷方法。

Images